Metoda de distrugere a materialului biologic de acizi nitrici și sulfurici este principala metodă utilizată în laboratoarele chimico-toxicologice din țara noastră.
La începutul mineralizării, acidul sulfuric concentrat acționează ca agent de îndepărtare a apei. Rolul său ca agent de absorbție a apei crește odată cu creșterea temperaturii. Datorită efectului de îndepărtare a apei, acidul sulfuric concentrat perturbă structura celulelor și țesuturilor din materialul biologic. Cu o creștere a temperaturii (peste 110 ° C) și concentrarea (până la 60-70%) a acidului sulfuric, acesta prezintă proprietăți oxidante și se descompune prin eliberarea oxidului de sulf (IV).
Acidul azotic, care este într-un amestec cu acid sulfuric, inițial mineralizarea este un oxidant slab. Cu timpul, o parte din acidul azotic în timpul oxidării materialului biologic este transformată în oxizi de azot și acid azotic, care sunt autocatalizatori ai unui proces mai intens de oxidare a substanțelor organice cu acid azotic. Odată cu formarea oxizilor de azot și a acidului azotic, precum și cu creșterea temperaturii, acidul azotic se manifestă ca oxidant puternic.
În timpul încălzirii materialului biologic cu un amestec de acid azotic și acid sulfuric este nu numai distrugerea compușilor organici prin acești acizi, dar, de asemenea, o serie de reacții adverse, care pot include reacția sulfonare și nitrarea compușilor organici. Nitrarea și sulfonarea sunt în principal afectate de grupele fenil ale aminoacizilor formați în timpul hidrolizei substanțelor proteice prin acizi. Sulphonation și nitrarea compușilor organici în distrugerea materialului biologic cu un amestec de acid azotic și acid sulfuric este de dorit ca nitro sau compuși sulfonice este destul de dificil de a descompune un amestec al acestor acizi.
Când se diluează acizi sulfurici și azotați cu apă, gradul de nitrare și sulfonare a compușilor organici cu acești acizi este redus semnificativ. Prin urmare, distrugerea materialului biologic nu este concentrată, dar diluată parțial cu acizi azoici și sulfurici.
În procesul de distrugere a materialului biologic printr-un amestec de acizi azoici și sulfurici se formează o cantitate de acid nitrosilic sulfuric HOS02ONO, care previne detectarea cationilor unor metale în minerale.
În prima etapă de mineralizare, materialul biologic este distrus de acizi azotați și sulfurici, care se termină în 30-40 de minute (vezi § 25 pentru distrugere). Ca urmare a distrugerii, se obține un lichid limpede (destruktat), care are o culoare galbenă sau maro.
În cea de-a doua etapă a mineralizării, substanțele organice care se află în faza lichidă (distrugerea) obținute după distrugerea materialului biologic sunt distruse (oxidate). Această etapă de distrugere este mai lungă decât stadiul distrugerii.
Pentru distrugerea finală a substanțelor organice în faza lichidă, acidul azotic se adaugă în picături la aceasta prin încălzire în picături. Distrugerea totală a substanțelor organice în faza lichidă depinde de cantitatea de acid azotic adăugat. Din adăugarea de cantități mari de acid azotic există o eliberare abundentă de oxizi de azot care iese din bulb și poluează atmosfera laboratorului. Din adăugarea unor cantități insuficiente de acid azotic în balon, substanțele organice conținute în acesta sunt arse cu acid sulfuric fierbinte, după cum reiese din întunecarea lichidului din balon. Atunci când li se alimentează substanțele organice cu acid sulfuric, compușii de arsen și mercur se pot evapora din lichid cu gazele de ieșire.
Distrugerea materialului biologic cu acid azotic și sulfuric este considerată completă atunci când, după terminarea adăugării de acid azotic (prin încălzirea balonului) va fi alocată unui fum alb de acid sulfuric și nu se vor produce mineralizates blackening.
Mineralizatorul rezultat este utilizat pentru detectarea și cuantificarea "otrăvurilor metalice". Cu toate acestea, determinarea și determinarea cantitativă a cationilor anumitor metale este împiedicată de azot și acizi azotați, precum și de oxizii de azot din mineralizări. Din acest punct de vedere, mineralizele obținute după distrugerea materialului biologic sunt supuse denitrației.
Denitrificarea este procesul de eliberare a mineralelor din azot, azot, nitrosil sulfuric și oxizi de azot. În primele etape ale aplicării metodei de distrugere a substanțelor organice de acizi azotați și sulfurici, așa-numita metodă de hidroliză a fost utilizată pentru denitrificarea mineralelor. Această metodă se bazează pe diluția apei mineralizate și pe încălzirea ulterioară a lichidelor rezultate. În timp ce se încălzește apa mineralizată diluată cu apă, azot, acizi azotați și oxizi de azot, acidul sulfuric de azot practic nu se volatilizează în condițiile indicate. Se descompune treptat prin apă (hidrolizată).
Acidul azot, format prin descompunerea acidului nitrosilsulfuric cu apă, volatilizează atunci când este încălzit. Pentru a elibera mineralizatorii din acizi care conțin azot și oxizi de azot (inclusiv acidul nitrosil sulfuric), această metodă necesită 15-17 ore de lucru.
Pentru mineralizates denitrare mai târziu au fost propuse uree, sulfit de sodiu, etc. Cu mineralizates proces uree denitrare se termină timp de 3-5 minute (la 135- 145 ° C), și cu sulfit de sodiu -. 10-15 minute (la o temperatură de peste 100 ° C).
În 1952, FV Zaikovskii a propus metoda denigrării mineralizatorilor cu formaldehidă. Când formaldehida reacționează cu acidul azotic, care se găsește aproape întotdeauna în mineralizator, se eliberează azot:
Ca urmare a reacției dintre acidul azotic și formaldehidă, se izolează azot, oxid de azot (II), monoxid de carbon (IV) și apă:
Oxidul de azot (II) este oxidat de oxigenul de aer către oxidul de azot (IV), care, la interacțiunea cu apa, dă azot și azot:
Acizii nitrici și azotați care rezultă reacționează cu formaldehida, așa cum s-a indicat mai sus.
Acidul nitrosilsulfuric se descompune la încălzire cu apă. Acidul azotic rezultat reacționează cu formaldehida, așa cum s-a indicat mai sus.
Pentru denitrificarea mineralelor produse prin distrugerea materialului biologic de acizi azotici și sulfurici se adaugă 10-15 ml de apă. În acest lichid, încălzit la 130 ° C, se adaugă cu grijă, prin picurare, formalină (soluție 40% de formaldehidă). În acest caz, se observă o emisie abundentă de bule de gaz (N2 și N0), uneori având o culoare maro-portocalie (N02). Procesul de denitrare a mineralelor cu formalină se termină în 1-2 minute. În acest scop, sunt necesare mai multe picături la câteva mililitri de formalină. Excesul de formaldehidă, nereacționat cu azot și azot, este îndepărtat prin încălzirea lichidului timp de 5-10 minute.
Pentru a verifica caracterul complet mineralizates denitrare reacționat cu o soluție de difenilamină (0,5 g difenilaminei a fost dizolvat în 100 g de acid sulfuric concentrat și 20 ml apă distilată). Pe o lamelă de sticlă sau pe o placă de porțelan cu o mineralizates adâncite 1-2 picături aplicate la care se adaugă 1 picătură de soluție difenlamina de mai sus în acid sulfuric. În prezența azotului, a acizilor azotați sau a oxizilor de azot, în mineraliză apare o culoare albastră. Această reacție se bazează pe oxidarea difenilaminei cu acid azotic și a produselor de descompunere a acesteia. La început, când difenilamină este oxidat, se formează difenilbenzidină incoloră, în timpul oxidării, se formează un compus având o culoare albastră:
Denitrificarea este considerată completă atunci când reacția mineralizei cu soluția de difenilamină este negativă. Dacă de la adăugarea unei soluții de difenilamină la mineralizator este pete albastru, atunci se repetă denitrația.
Efectuarea mineralizării. Balonul Kjeldahl se face o capacitate de 500-800 ml 100 g de material biologic mărunțită s-a adăugat 75 ml dintr-un amestec format din volume egale de azotic concentrat și acid sulfuric și apă. Termos și conținutul său într-o poziție verticală fixată în raft, astfel încât fundul său este deasupra grilei asbestirovannoy la o distanță de 1-2 balon cm. Deasupra Kjeldahl într-un stand fix pâlnie de separare, care conține un acid azotic concentrat, diluat cu un volum egal de apă. După aceasta, începeți să încălziți ușor balonul. În 30-40 minute are loc distrugerea materialului biologic. În același timp, lichidul transparent din bulb obține o culoare galbenă sau maro. Apoi, balonul Kjeldahl cu conținutul este coborât pe plasa de azbest și încălzirea este intensificată. Pentru a distruge substanțele organice din balon, se adaugă picătură cu picătură din pâlnia de adiție acid nitric concentrat, diluat cu un volum egal de apă. Adăugarea acidului azotic este reglementată astfel încât să nu se elibereze vapori de oxid de azot brun din balon. Mineralizarea este considerată completă atunci când lichidul transparent (mineralizates) sub încălzire, fără adaos de acid azotic încetează să se întunece, cum ar fi alocate unui fum alb de acid sulfuric deasupra lichidului.
Cele mineralizates care rezultă se răcește, se adaugă 10-15 ml apă distilată și se încălzește la IN-130 ° C și apoi se adaugă, cu atenție, în picături (evitarea exces) a fost adăugat formalină. În același timp, se observă o eliberare abundentă de vapori bruni (uneori portocalii). După închiderea separării lichidului de vapori încă se încălzește timp de 5-10 minute, și apoi 1-2 picături de lichid răcit (mineralizates) depuse pe o placă de sticlă sau de porțelan și se adaugă picătură difenilaminei în soluție de acid sulfuric. Reacția negativă a mineralizei cu difenilamină față de acidul azotic, acidul azotic și, de asemenea, cu oxizii de azot indică sfârșitul procesului de denitrare. Cu o reacție pozitivă a mineralizei cu difenilamină, se repetă denitrația.
Mineralizatorul, care conține majoritatea cationilor metalici, va fi incolor. Cationii de cupru și crom pot fi prezenți în mineralizator. În acest caz, mineralizatorul va fi colorat albastru sau verde, respectiv. Dacă materialul biologic conține bariu și plumb, atunci în mineralizator vor fi precipitații de sulfați ai acestor metale.
Metodele de detectare și cuantificare a cationilor în mineralizatori sunt descrise în următoarele secțiuni ale acestui capitol.
Metoda de mineralizare a materialului biologic cu acizi azoici și sulfurici are un șir de avantaje. Mineralizarea prin această metodă are loc mai rapid decât prin distrugerea materialului biologic prin clorat de potasiu și acid clorhidric, precum și prin alte metode. Atunci când se folosește metoda mineralizării materialului biologic cu acizi nitrici și sulfurici, se obțin cantități relativ mici de mineralizare. Această circumstanță are un efect asupra sensibilității metodelor de detectare a "otrăvurilor metalice" în rocile mineralizate.
Cu toate acestea, această metodă este inadecvată pentru izolarea mercurului din material biologic, deoarece cantități semnificative de materie volatiliză, atunci când materialul biologic este încălzit cu acizi sulfurici și azotați. Metoda de izolare a mercurului dintr-un material biologic este descrisă mai jos